實(shí)用可靠的電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器的應(yīng)用

摘要：介紹了種新型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，兼有電流、電壓、過(guò)載、短路保護(hù)功能。它集電流型和電壓型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器點(diǎn)于身，對(duì)電源欠電壓、過(guò)電壓、斷相起閉鎖作用，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，操作使用方便。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)，電壓，電流，過(guò)載，速斷，反時(shí)限

        目，常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器多為電流型的，近期也有電壓型的問(wèn)世但以上兩種保護(hù)器在使用過(guò)程中均存在不同的缺點(diǎn)，如電流型只反應(yīng)電流增加，這樣在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中就須躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，在正常運(yùn)行中仍存在躲過(guò)啟動(dòng)時(shí)間的問(wèn)題，因此對(duì)電動(dòng)機(jī)局部短路或保護(hù)器到電動(dòng)機(jī)的線路出現(xiàn)短路就達(dá)不到迅速切斷電源的作用。電壓型的，在保護(hù)器以后部分?jǐn)嘞嘁嗥鸩坏奖Ｗo(hù)作用。鑒于以上兩種保護(hù)器存在的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了種可靠的新型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，該保護(hù)器集過(guò)電壓、欠電壓、斷相、過(guò)載、短路保護(hù)于體，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的全過(guò)程中均有保護(hù)作用，對(duì)各種故障情況均能達(dá)到理想的保護(hù)，并通過(guò)兩種顯示，起到對(duì)斷線相的記憶作用。

1 工作原理

        主控制電路原理圖如圖。所示。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，先合上刀閘開(kāi)關(guān)QS，而后按啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器線圈KM得電，其主回路中的觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)電源而啟動(dòng)。其輔助觸點(diǎn)KM并聯(lián)于啟動(dòng)按鈕，當(dāng)SB2松開(kāi)后，KM線圈仍通過(guò)其輔助觸點(diǎn)繼續(xù)保持通電，這就是所謂的“自鎖”。由于自鎖觸點(diǎn)的存在，當(dāng)電網(wǎng)電壓消失(如斷電)而又重新恢復(fù)來(lái)電時(shí)，只有重新按啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)才會(huì)重新啟動(dòng)，這自鎖電路就構(gòu)成了電動(dòng)機(jī)的失壓保持環(huán)節(jié)。在啟動(dòng)后和運(yùn)行期間，若按停止按鈕SB。，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM線圈的供電回路斷路，接觸器失電，電機(jī)停止。斷電器K。、K2、K3分別起欠壓保護(hù)、電流保護(hù)和過(guò)載及短路保護(hù)。

圖1主控電路原理圖

2  電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的作用

        電動(dòng)機(jī)運(yùn)行保護(hù)器原理框圖如圖2所示。

2.1電壓保護(hù)的作用

        在圖2a中，取自交流電源側(cè)的三相交流電壓經(jīng)電壓變換器、整流器后(取任意相兼做保護(hù)器工作電變?yōu)橹绷麟妷?，通過(guò)電源指示發(fā)光二管，路經(jīng)欠壓保護(hù)穩(wěn)壓二管、放大器放大后送可控與門(mén)輸入，當(dāng)三相交流電源電壓低于額定電壓的。0～5時(shí)，欠壓保護(hù)穩(wěn)壓二管截止，放大器輸出低電平，可控與門(mén)輸出低電平，繼電器K1的線圈動(dòng)作，主控制回路常閉觸點(diǎn)K1斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，起到欠壓保護(hù)作用;另路經(jīng)過(guò)壓保護(hù)穩(wěn)壓二管、取樣電阻經(jīng)或非門(mén)后作為可控與門(mén)的控制端。當(dāng)三相交流電源電壓中的任意相高于額定電壓的。0時(shí)，穩(wěn)壓二管工作，取樣電阻兩端的有電壓，或非門(mén)翻轉(zhuǎn)輸出低電平，閉鎖與門(mén)，迫使與門(mén)輸出低電平，繼電器K1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，起到過(guò)壓保護(hù)作用。當(dāng)三相電源都未斷相且電壓在要求的范圍內(nèi)時(shí)，三只電源指示發(fā)光二管同時(shí)亮，指示電源正常，同時(shí)經(jīng)放大器、可控與門(mén)輸出高電平，繼電器K1不動(dòng)作，與主控制回路交流接觸器線圈KM相串接的常閉觸點(diǎn)K1閉合，給電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)創(chuàng)造了條件；相反，當(dāng)三相電源任相發(fā)生斷相時(shí)，該相電源指示發(fā)光二管熄滅，同時(shí)與非門(mén)輸出低電平，繼電器K1動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)K1斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，從而起到了電源電壓斷相保護(hù)作用。

圖2電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)器原理框圖

2.2電流保護(hù)的作用

        在圖2b中,當(dāng)電源電壓正常時(shí),通過(guò)主控制回路啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)全過(guò)程中電流經(jīng)電流變換器、整流器后路送給放大器,經(jīng)與門(mén)輸出高電平,使繼電器K2不動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)K2閉合,給主控制回路提供通路;另路送給斷相記憶電路,發(fā)出無(wú)電流相即斷線相指示。若任相斷線,無(wú)論斷點(diǎn)在什么位置,來(lái)自斷線相的電流為0,經(jīng)整流后送給放大器對(duì)應(yīng)的輸入也為0,則與門(mén)輸出低電平信號(hào),繼電器K2動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)K2斷開(kāi),同時(shí)斷開(kāi)主控制回路,使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行,由斷相記憶電路記下斷線相,與之相對(duì)應(yīng)的斷相指示燈點(diǎn)亮。

電流的作用,不僅對(duì)線路斷線能起到保護(hù)作用,同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組斷線也能起到保護(hù)作用,且保護(hù)處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的全過(guò)程,沒(méi)有時(shí)間延時(shí),可實(shí)現(xiàn)速動(dòng)的目的。

2.3反時(shí)限延時(shí)保護(hù)的作用

        圖2b中,利用反時(shí)限作用原理,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載及短路保護(hù)，工作過(guò)程如下:

圖3反時(shí)限特性取自電流變換器的電流信號(hào)經(jīng)整流后得到組電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)作用反時(shí)限元件經(jīng)放大后，由放大器輸出低電平，并使繼電器K3動(dòng)作，K3動(dòng)作后，串接于主控回路的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)主控電源，實(shí)現(xiàn)過(guò)載及短路保護(hù)的目的，反時(shí)限部分的調(diào)節(jié)過(guò)程，依據(jù)反時(shí)限原理工作曲線及不同的電動(dòng)機(jī)以不同的電流額定值倍數(shù)對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié),曲線如圖3所示。

圖3反時(shí)限特性

        該保護(hù)器中的電流保護(hù)部分的反時(shí)限保護(hù)采用的電子元件,當(dāng)經(jīng)電流變換器整流器得到的電壓信號(hào)值作用到反時(shí)限動(dòng)作元件時(shí),反時(shí)限元件開(kāi)始工作,其動(dòng)作時(shí)間隨電流的變大而縮短,如圖3反時(shí)限區(qū)所示。電流倍數(shù)繼續(xù)變大到B點(diǎn)后進(jìn)入定時(shí)限區(qū),即反時(shí)限元件進(jìn)入穩(wěn)定區(qū),如圖3中b、c段所示。若電流繼續(xù)變大則保護(hù)器進(jìn)入速動(dòng)工作區(qū)如圖3中c點(diǎn)以后,保護(hù)器迅速動(dòng)作,切斷電動(dòng)機(jī)電源。如果電動(dòng)機(jī)電流在圖3曲線b點(diǎn)降低,則反時(shí)限元件延時(shí)動(dòng)作時(shí)間加長(zhǎng),若在a、b段恢復(fù)正常工作狀態(tài),即i/in≤1后 ,反時(shí)限保護(hù)元件不動(dòng)作。同理 ,如果在b、c段電流降低，保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間將延長(zhǎng)，進(jìn)入反時(shí)限區(qū)，直到恢復(fù)正常工作。該保護(hù)器在電動(dòng)機(jī)電流恢復(fù)到正常值即i/in≤1后 ,反時(shí)限保護(hù)元件立即復(fù)位，不影響電動(dòng)機(jī)負(fù)載下個(gè)波動(dòng)區(qū)間的保護(hù)。

3 安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介

        ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，具有過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能?？膳c接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

3.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

說(shuō)明：“√”表示具備“■”表示可選

4 結(jié)束語(yǔ) 

        該保護(hù)器適合于不同電壓等級(jí)的三相交流電動(dòng)機(jī)斷相、欠壓、過(guò)壓及過(guò)載和短路保護(hù)。該斷相保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，裝操作方便。該保護(hù)器經(jīng)年多的使用，被保護(hù)電動(dòng)機(jī)無(wú)臺(tái)出現(xiàn)被燒毀現(xiàn)象。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 陳德樹(shù). 計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)原理與技術(shù).武漢:華中理工大學(xué)出版社,1992 

[2] 許實(shí)章.電機(jī)學(xué)(下冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989 

[3] 曹坤，劉雨剛.實(shí)用可靠的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版

作者簡(jiǎn)介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用